基于小信號穩(wěn)定分析的雙饋風力發(fā)電機控制方法研究.pdf

1、隨著風電裝機容量的不斷增大及風電在電力系統(tǒng)容量所占比例的不斷提高，風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)及風電設備本身的安全穩(wěn)定運行帶來了諸多挑戰(zhàn)。雙饋風力發(fā)電機作為目前使用最為廣泛的風力發(fā)電機組類型，其并網(wǎng)穩(wěn)定性問題不容忽視。因此本文針對雙饋風力發(fā)電機并網(wǎng)小信號穩(wěn)定性開展研究，主要內容包括：雙饋風力發(fā)電機的等效輸入導納建模、不同并網(wǎng)條件下雙饋風力發(fā)電機小信號穩(wěn)定性分析和基于虛擬感抗的附加控制器設計。
　　雙饋風力發(fā)電機的等效輸入導納建模是本文研究的

2、重點。本文首先在同步旋轉坐標系下推導了雙饋電機的數(shù)學模型，并據(jù)此推導出了雙饋風力電機主電路的固有等效輸入導納。在此基礎上考慮雙饋變流器控制系統(tǒng)的影響，建立了鎖相環(huán)、電流環(huán)和功率環(huán)的小信號線性化模型，與雙饋風力發(fā)電機的固有導納相結合，得到了包含雙饋風力發(fā)電機內部電磁暫態(tài)和控制系統(tǒng)影響的等效輸入導納模型。
　　結合所建立的雙饋風力發(fā)電機的等效輸入導納模型和電網(wǎng)阻抗模型，根據(jù)廣義乃圭斯特穩(wěn)定性判據(jù)，對雙饋風力發(fā)電機進行并網(wǎng)小信號穩(wěn)定性分

3、析。在同步旋轉坐標系下，將雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)中的電網(wǎng)側等效成電壓源和阻抗矩陣的形式，將雙饋風力發(fā)電機等效成電流源和導納矩陣的形式，根據(jù)阻抗比矩陣的特征軌跡預測系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性。針對弱電網(wǎng)和串補電容連接兩種常見的風電并網(wǎng)條件，分析了控制系統(tǒng)參數(shù)變化和系統(tǒng)靜態(tài)工作點對于系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響。
　　針對弱電網(wǎng)情況下的雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)存在的不穩(wěn)定現(xiàn)象，提出了一種基于虛擬感抗的附加控制器。所提控制器便于實現(xiàn)，不需要額外增加傳感器，在不改變